Термические уравнения состояния для идеального газа

Формально идеальный газ можно определить как газ, подчиняющийся уравнению Клапейрона: .

С физической точки зрения идеальный газ – это газ, молекулы которого лишены пространственной протяженности (объем молекул газа в сосуде – Vмол<<Vсосуда), а силы межмолекулярного взаимодействия практически отсутствуют, т.е. потенциальная энергия взаимодействия пренебрежимо мала по сравнению с энергией теплового движения молекул:

,

где к=1,380658(12)×10^-23 [Дж/К] – постоянная Больцмана; – закон равнораспределения энергии по степеням свободы молекул.

1. Для 1 кг: pv=RT, где R, Дж/кгК – удельная газовая постоянная, зависящая от рода газа; р, Па; v, м³/кг; Т, К.

2. Для m кг: pV=mRT, где V=mv, м³;

3. Для 1 моля: , где =8,31441, Дж/мольК – молярная газовая постоянная, одинаковая для всех газов, ; =М‧10^-3, кг/моль – молярная масса, ; , м³/моль – молярный объем; n, моль – количество вещества.

4. Для n молей: .

5. Для 1м³: , где , кг/м³. В таком виде уравнение состояния используется в аэродинамике.

6. Для 1м³: , где , моль/м³ – молярная концентрация. В таком виде уравнение состояния используется в химии.